8 capital costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/rmrabp_ch8_capital... ·...

22
Rocky Mountain Rail Authority HighSpeed Rail Feasibility Study Business Plan TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc. March 2010 81 8 Capital Costs 8.1 Introduction The study team conducted an engineering assessment of infrastructure needed in cooperation with the RMRA, freight railroads, Colorado DOT and in coordination with both the FasTracks and Colorado Freight Rail Relocation (R2C2) studies. Towards the end of this chapter, vehicle costs are estimated based on the Operating Plan developed in Chapter 5 to develop the total Capital cost of the project. The engineering assessment provides an evaluation of the current condition of the proposed highway, greenfield, and railroad rightofway alignments; identifies improvements to existing rail lines needed to support the 79/110/150mph passenger service scenarios; and develops estimates for new greenfield alignments for the 220mph and 300mph options. The engineering assessment is presented in Chapter 3 of this report. In addition to the engineering assessment, the capital costing methodology identifies rolling stock (equipment) costs and land costs. Land costs are presented separately, as a placeholder for access to railroad rightsofway and for procurement of additional privately owned property where required to construct new passenger rail infrastructure. The engineering assessment and its findings and recommendations are preliminary and have not been discussed in detail with the railroads. As discussed earlier, the Study is at a feasibility level, the project is unfunded and formal negotiations with the railroads have not been initiated. Future Engineering Assessments require considerably more discussion to ensure railroad concurrence. Final design concepts and recommended capital plans depend on detailed operations and capacity analyses, design coordination and indepth discussions with the freight railroads. As the project moves beyond the feasibility phase, railroad involvement and coordination become increasingly important. The engineering assessment was conducted at a feasibility level of detail and accuracy. Exhibit 81 highlights the levels of accuracy associated with typical phases of project development and engineering design. A low level of accuracy is associated with the evaluation of project feasibility; while the highest level of accuracy is achieved during final design and production of construction documents. The RMRA Feasibility Study is only the first step in the project development process. As shown in Exhibit 81, the level of accuracy typically associated with a Feasibility Study is +/30 percent. It had been suggested that a 30 percent contingency be added to these costs to reflect a worstcase scenario. However, the error range already covers this contingency. The cost estimate is intended to be a midrange projection with equal probability of the actual cost moving up or down.

Upload: others

Post on 13-Oct-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐1

8 Capital Costs

8.1  Introduction 

The study team conducted an engineering assessment of infrastructure needed in cooperation with 

the  RMRA,  freight  railroads,  Colorado  DOT  and  in  coordination  with  both  the  FasTracks  and 

Colorado Freight Rail Relocation (R2C2) studies. Towards the end of this chapter, vehicle costs are 

estimated based on the Operating Plan developed in Chapter 5 to develop the total Capital cost of 

the project.  

 

The  engineering  assessment  provides  an  evaluation  of  the  current  condition  of  the  proposed 

highway, greenfield, and railroad right‐of‐way alignments; identifies improvements to existing rail 

lines needed to support the 79/110/150‐mph passenger service scenarios; and develops estimates for 

new greenfield alignments  for  the 220‐mph and 300‐mph options.   The engineering assessment  is 

presented in Chapter 3 of this report.  

 

In addition  to  the engineering assessment,  the capital costing methodology  identifies rolling stock 

(equipment) costs and land costs. Land costs are presented separately, as a placeholder for access to 

railroad rights‐of‐way and for procurement of additional privately owned property where required 

to construct new passenger rail infrastructure.   

 

The  engineering assessment and  its  findings and  recommendations are preliminary and have not 

been discussed in detail with the railroads. As discussed earlier, the Study is at a feasibility level, the 

project  is  un‐funded  and  formal  negotiations with  the  railroads  have  not  been  initiated.  Future 

Engineering  Assessments  require  considerably  more  discussion  to  ensure  railroad  concurrence. 

Final design concepts and recommended capital plans depend on detailed operations and capacity 

analyses,  design  coordination  and  in‐depth  discussions with  the  freight  railroads. As  the  project 

moves  beyond  the  feasibility  phase,  railroad  involvement  and  coordination  become  increasingly 

important.  

The engineering assessment was conducted at a feasibility  level of detail and accuracy. Exhibit 8‐1 

highlights  the  levels  of  accuracy  associated  with  typical  phases  of  project  development  and 

engineering design. A  low  level of accuracy  is associated with  the evaluation of project  feasibility; 

while  the highest  level of accuracy  is achieved during  final design and production of construction 

documents. The RMRA Feasibility Study is only the first step in the project development process. As 

shown  in Exhibit  8‐1,  the  level  of  accuracy  typically  associated with  a  Feasibility  Study  is  +/‐  30 

percent.    It had been  suggested  that a 30 percent contingency be added  to  these costs  to  reflect a 

worst‐case scenario. However, the error range already covers this contingency. The cost estimate is 

intended to be a mid‐range projection with equal probability of the actual cost moving up or down.  

Page 2: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐2

Exhibit 8‐1: Engineering Project Development Phases and Levels of Accuracy Development 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.2 Engineering Assessment  

The  first  step  in  the  Engineering  Assessment  is  to  divide  each  corridor  into  segments.  Route 

segments for existing railroad rights‐of‐way generally begin and end at major railroad control points 

or  rail  stations.  For  greenfield  alignments,  segments  begin  and  end  at  station  points.  Typical 

corridors are divided into three to five route segments. Field inspections of the corridors have been 

conducted.    Chapter  3  and  the  Existing  Conditions  Report  highlight  the  findings  of  the  field 

inspections.   

 

A systematic engineering planning process was used  to conduct  the engineering assessment using 

the five basic costing elements that were defined in Chapter 3: 

Guideway and Track Elements 

Structures – Approaches, Flyovers, Bridges and Tunnels 

Systems 

Crossings 

Stations and Maintenance Facilities  

 

Three auxiliary costing elements have been defined in the chapter as follow:  

Right‐of‐Way and Land 

Vehicles 

Professional Services & Contingencies 

 

The  engineering  assessment was  based  on  these  eight  costing  elements.  In  addition  to  the  field 

inspections  and  extensive  work  with  GIS  and  railroad  track  charts,  the  assessment  included  a 

thorough  review  of  the  alignment  studies  and  estimated  costs  presented  in  the  I‐70 Mountain 

Corridor Programmatic Environmental Impact Study.  Sato Associates, the prime consultant for the 

Development Phases

Approximate Engineering Design Level*

Approximate Level of Accuracy**

Feasibility Study 0% +/- 30% or worse

Project Definition/Advanced Planning

1-2% +/- 25%

Conceptual Engineering 10% +/- 20%

Preliminary Engineering 30% +/- 15%

Pre-Final Engineering 65% +/- 15%

Final Design/Construction Documents

100% +/- 10% or better

*Percent of Final Design. **Percent of actual costs to construct. Table prepared by Quandel Consultants, LLC

Page 3: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐3

Mountain Study, was extremely helpful in understanding the details concerning the PEIS alignment 

for  the  rail  alternative  and  the  estimated  infrastructure  costs  associated with  the  rail  alternative.  

Although  the  PEIS  alignment was  used  in  segments  of  the  I‐70  corridor,  the  capital  costs were 

estimated as part of this Feasibility Study.  The PEIS capital cost estimates were within a reasonable 

range of the Feasibility Study estimates when adjusted for inflation. 

 

8.3  Development of Unit Construction Capital Costs 

8.3.1  Base Set of Unit Costs 

The study team developed unit costs in 2008 dollars for the design and construction of high‐speed 

passenger rail and maglev infrastructure on a series of previous planning projects.  Initially the unit 

costs were applied to planned construction in the Midwest to implement the Midwest Regional Rail 

Initiative.  Later the costs were applied to capital cost estimates for high‐speed rail in Florida, Ohio, 

Minnesota and California. 

 

The  base  set  of  unit  costs  addresses  typical  passenger  rail  infrastructure  construction  elements 

including: roadbed and trackwork, systems, facilities, structures, and grade crossings. 

 

The unit  costs have been evaluated by peer panels,  freight  railroads and contractors.   The values 

have been found to be reasonable for developing the capital costs under normal contractor bidding 

procedures and under railroad force account agreements for construction. It should be noted that in 

two cases the costs have not been sufficient, specifically: 

DBOM procurement, where the contractor takes on large future operating risks and seeks to 

front load the risk in the initial construction. 

Rail alignments constructed in narrow highway medians under congested urban traffic. 

 

The unit costs were developed and evaluated  in  the period between  January 2000 and  June 2002.  

Two questions must be considered in applying these costs to high‐speed rail planning in Colorado: 

1. Relative Costs: Are the costs reasonable for rail construction in Colorado considering local 

costs of materials and labor? 

2. Cost Escalation: How should the costs be escalated from the nominal June 2002 values to 

current values considering the historical changes in construction costs? 

 

A  variety  of  indices  are  employed  to monitor  construction  costs  throughout  the  United  States.  

However, no publicly available index exists for rail construction.   In addition, relatively few recent 

examples of  completed  intercity passenger  rail construction are  found.   This  is especially  true  for 

high‐speed applications. 

 

Page 4: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐4

8.3.2   Relative Costs 

The Engineering News Record  tracks a Building Cost  Index  (BCI) and a more general Construction 

Cost Index (CCI) in major cities and averages the values to produce national indices.  It is reasonable 

to assume that the CCI  is a better  indicator of regional cost differences for a transportation project 

than the BCI.  The CCI is calculated as the sum of 200 hours of local (union) common labor including 

fringes plus the local cost of 1.128 tons of Portland cement plus the national average price of 25cwt 

of fabricated structural steel.  The CCI’s from 1990 to 2008 indicate that construction costs in Denver 

have  typically been 20‐30 percent  lower  than national construction costs, and 25‐40 percent  lower 

than the average of costs in the Midwest.  There is however, considerable variability in the Midwest 

costs between  cities:  for  example, Kansas City has had  an  even  lower CCI  than Denver over  the 

period. 

 

To some extent, the construction cost of relatively specialized products and systems is independent 

of  local regional costs.    In  the case of railroad construction,  the costs of key materials such as rail, 

concrete  ties and  signal  equipment are  relatively uniform  throughout  the  country.   Similarly,  the 

cost  of  skilled  labor  and mechanized  track  laying  systems will  be  similar  in  all  locations.  These 

factors tend to diminish the regional construction cost differences. 

 

8.3.3  Cost Escalation 

Many State DOTs prepare periodic highway  construction  cost  indices based on  the  tabulated bid 

prices of earthwork, asphalt pavement, concrete pavement, structural concrete, reinforcing steel and 

structural  steel  to  assemble  a  composite  index  tied  to  base  year  costs  in  1987.    The  State  of 

Washington publishes the indices for the states of Washington, California, Colorado, Oregon, South 

Dakota, Utah and an FHWA composite.  (The FHWA discontinued preparing the composite index in 

2006).    This  data  cannot  be  used  to  compare  the  absolute  costs  of  highway  construction  among 

states, but may be used to compare the price trends. Comparing the indices over the 6 year period 

from  2002  to  2008,  the  Colorado  index  has  outpaced  the  others,  increasing  by  a  factor  of  2.21 

compared to an average of 1.91 for the six states. 

 

The Bureau of Labor Statistics prepares a variety of monthly, national Producer Price Indices, which 

are often used  for escalation  cost adjustments  in construction projects.   Two  such  indices may be 

suitable for our application, the Highway and Street Construction Index (PCUBHWY) and the Other 

Heavy Construction  Index  (PCUBHVY).   A  computation of  escalation  from  June  2002  to  January 

2009 using either  index yields similar results  (HWY=51%, HVY=44%), but as  the highway  index  is 

heavily influenced by the costs of petroleum products such as asphalt, it is reasonable to assume that 

the Other Heavy Construction Index is more suitable for our purpose. 

8.3.4  Unit Price Adjustment 

Based on the available data, it is reasonable to believe that the June 2002 unit costs developed for the 

Midwest can be adjusted downward for use in Colorado during the same time period.  Considering 

the  regional CCI difference and  the  relative uniformity of  railroad material prices, an adjustment 

factor of 0.85 is reasonable. 

Page 5: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐5

While  the  BLS  PPI  suggests  a  national  escalation  factor  of  1.44  for  the  period,  the  coincident 

Colorado DOT highway cost escalation  factor of 2.21  is  significant and  suggests  that construction 

cost escalation in Colorado exceeds that represented in the BLS value.   The State of Colorado DOT 

has attributed much of  the highway cost escalation  to a regional shortage of Portland cement and 

high worldwide demand for asphalt, petroleum products and steel.   

 

While the cost of rail construction is energy intensive due to the requirement for extensive grading 

to  achieve  desirable  grades  and  curves,  it  is  less  so  than  highway  construction,  which  uses 

petroleum products  such as asphalt as a  construction material.   While a precise methodology  for 

discounting the observed Colorado highway cost inflation does not exist, it is reasonable to believe 

that the regional escalation factor for rail construction over the period lies somewhere between the 

BLS PPI value of 1.44 and the CDOT value of 2.21.  An average of the two values yields 1.825.  The 

Unit Price Regional and Escalation Analysis is included in Appendix F. 

 

Therefore  the unit  cost  adjustment value  considering  regional  cost differences  and  inflation  from 

June 2002 to December 2008 is computed as follows: 

Colorado Unit Cost (2008) = MWRRI Unit Cost (2002) x 0.85 x 1.825  

 

8.3.5  Unit Capital Costs for Colorado – Steel Wheel/Steel Rail 

Trackwork and Land Acquisition  

The  FRA  requires  that  passenger  trains  operating  on  the  general  railroad  system  comply  with 

stringent  crashworthiness  standards. Neither  the  FRA  nor  the  Federal Highway Administration 

(FHWA) has addressed requirements for mode separation of high‐speed passenger rail equipment 

operating in close proximity to highway traffic. Similarly, the FRA has not developed general rules 

for non‐compliant passenger equipment operating in railway corridors adjacent to freight rail tracks. 

For  the  purposes  of  defining  requirements  necessary  to  proceed with  the  study  and  in  order  to 

develop planning  level capital costs,  it has been assumed  that highway  traffic and adjacent high‐

speed vehicles will be separated by concrete barriers. On tangent highway and track segments, there 

exists a small probability that automotive vehicles will leave the highway. Thus, protection against 

highway traffic incursions into the high‐speed rail median would be provided using NCHRP Report 

350 Level 5 highway concrete barrier walls.  In curved median segments, where accidents are more 

likely, we have planned  for NCHRP Level 6.  It  is anticipated  that high‐speed  rail  systems  in  the 

freight rail corridors will be separated by at least 25 ft between track centers, minimizing any need 

for physical protection. Chain link fencing will be provided throughout the system in all corridors to 

prevent  the  intrusion  of  trespassers  and  animals. These planning  assumptions may  be  subject  to 

modification as a result of federal or state rule making. 

 

Land acquisition costs for right‐of‐way owned and controlled by the railroad industry is always an 

issue when attempting to introduce new passenger rail service.  Since its inception, Amtrak has had 

the statutory right to operate passenger trains over freight railroad tracks and rights‐of‐way.  When 

Page 6: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐6

using  freight  tracks, Amtrak  is  required  to pay only  avoidable  costs  for  track maintenance along 

with some out‐of‐pocket costs for dispatching1.  

 

Amtrak’s payments do not  include any access  fee  for  the use of a railroad’s  tracks or  its rights‐of‐

way. Amtrak’s  federal statutory right‐of‐access has never required such a payment, and  therefore, 

Amtrak avoids paying a fee or “rent” for occupying space on privately held land and facilities. 

 

In the case of the RMRA high‐speed rail routes, Colorado Department of Transportation has already 

begun a discussion with the freight railroads on the development of a bypass for Denver, Colorado 

Springs,  and  as  far  south  as Pueblo  and Trinidad.    (See  the CDOT Rail Relocation  Implementation 

Study, Jan. 2009).   While these discussions are still embryonic, there is clearly a case for providing a 

negotiated swap of right‐of‐way with one or perhaps both of the freight railroads. 

 

While  the  RMRA  may  choose  a  different  course,  the  final  determination  of  what  a  Colorado 

passenger  rail system will pay host  freight  railroads  for use of  their  tracks and  rights‐of‐way will 

ultimately be accomplished through negotiations. 

   

This study assumes that a cost for access based on estimated across‐the‐fence land values would be 

included as part of the up‐front capital expense, and would be used to purchase the rights to use the 

underlying  railroad  rights‐of‐way  for  the  passenger  service.  It  is  assumed  that  railroads would 

receive this compensation in cases where the construction of a dedicated high‐speed passenger track 

is on  their property.  If new  track cannot be constructed within  the existing railroad rights‐of‐way, 

then this cost would fund the possible acquisition of adjacent property. 

 

Elsewhere land will need to be purchased directly from land owners. Where highway rights‐of‐way 

were used, the study assumed that right of way or air rights access would be granted by Colorado 

Department of Transportation at no cost to the rail system. 

 

The outright purchase of land is not the only method whereby railroads could receive compensation 

for access to railroad rights‐of‐way. Commuter rail development provides examples of various types 

of payments for access rights. Some of these projects involved the purchase of the railroad rights‐of‐

way while others provide up‐front capital improvements in return for access to a railroad’s tracks. 

The actual methods of payment remain  to be determined during negotiation, and may depend on 

the importance of the track to the freight railroad as well as the level of capital to be invested by the 

passenger rail authority.  

 

1 However, these payments do not cover all of the freight railroads’ incremental costs associated with dispatching Amtrak’s passenger trains. Railroad costs increase due to delays caused by Amtrak’s tightly scheduled trains. Track capacity constraints and bottlenecks create unreliable conditions where train delays often become unavoidable. While federal regulations give passenger trains dispatch priority, railroad dispatchers often encounter congestion where it becomes difficult to control traffic and adhere to Amtrak’s timetables. In some cases, Amtrak will offer the railroads a payment to provide on-time passenger train performance. On heavily used line segments, however, these incentive payments only partially compensate a railroad for the costs of increased delay, and some railroads simply refuse to accept incentive payments. On lightly used lines, the economic rationale for making these payments is questionable since passenger trains cause very little delay on such tracks.

Page 7: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐7

One area of possible  concern  is  the  freight  railroads’ ability  to  retain operating  control over  their 

rights‐of‐way. Whenever transit systems have paid full price to acquire a freight rail line, as on some 

commuter  rail  projects,  the  transit  agencies  have  assumed  operating  control  over  the  property.  

However,  this study has assumed  that  the  freight  railroads would  retain dispatching control over 

these rights‐of‐way. The railroads would have  the right  to use  the  increased capacity provided by 

the passenger system for its high‐speed freight services.  

 

For  budgetary  purposes,  this  study  assumes  an  over‐the‐fence methodology  for  appraising  the 

maximum value of  railroad  rights‐of‐way. To estimate  land values,  two  land uses alongside each 

corridor are identified: 

Rural (e.g., farmland),   

Urban (e.g., high density residential, commercial, and industrial areas)  

 

The value of a 50‐foot wide right‐of‐way was established for each land use and the total land cost of 

the railroad corridor was estimated. Urban  land rates were used  in mountain resort areas such as 

Vail  and Avon  that have very high  real  estate prices.  In  the  case of Vail no  additional  land  cost 

needed to be assumed because the proposed rail alignment would be elevated over the existing I‐70 

highway alignment, thus was assumed to be granted to the project in that specific location. 

 

Right‐of‐way  cost was developed  for  the  greenfield  alternatives using  the  conceptual  alignments 

and general land use designations.  A 100 foot right‐of‐way was assumed.  Where the alignment falls 

within an existing publicly‐owned right‐of‐way, such as a highway or street alignment, no cost  to 

the project for that particular right‐of‐way has been assumed.     Where the geometric requirements 

take the alignment outside of the public right‐of‐way, impacted parcels were evaluated and a square 

foot quantity calculated.  A unit cost per acre was developed in conjunction with other studies. 

 

Exhibit  8‐2  shows  the  unit  cost  for  track work  and  land  acquisition  in  2008  dollars  by  project 

element. 

Page 8: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐8

Exhibit 8‐2: Unit Capital Costs, Track work and Land Acquisition, in $2008 

Item No. Description Unit Unit Cost

(Thousands of $2008)

1.1 HSR on Existing Roadbed (Single Track) per mile $1,174.90

1.2 HSR on Existing Roadbed (Double Track) per mile $2,350.00

1.3 HSR on New Roadbed & New Embankment (Single Track) per mile $1,765.30

1.4 HSR on New Roadbed & New Embankment (Double Track) per mile $3,163.90

1.5 HSR Double Track on 15' Retained Earth Fill per mile $16,711.30

1.6 Timber & Surface w/ 33% Tie replacement per mile $262.70

1.7 Timber & Surface w/ 66% Tie Replacement per mile $391.60

1.8 Relay Track w/ 136# CWR per mile $418.90

1.9 Freight Siding per mile $1,079.10

1.10 Passenger Siding per mile $1,628.10

1.11 NCHRP Class 6 Barrier (on curves) lineal ft $1.30

1.12 NCHRP Class 5 Barrier (on tangent) lineal ft $0.20

1.13 Fencing, 4 ft Woven Wire (both sides) per mile $60.30

1.14 Fencing, 6 ft Chain Link (both sides) per mile $181.00

1.15 Fencing, 10 ft Chain Link (both sides) per mile $207.10

1.16 Decorative Fencing (both sides) per mile $466.20

1.17 Drainage Improvements (cross country) per mile $78.10

1.18 Drainage Improvements in Median or along highway per mile $624.70

1.19 Land Acquisition Urban and Resort (100’ of ROW) per mile $386.90

1.20 Land Acquisition Rural (100’ of ROW) per mile $129.00

1.21 #33 High-Speed Turnout each $672.00

1.22 #24 High-Speed Turnout each $532.40

1.23 #20 Turnout Timber each $146.70

1.24 #10 Turnout Timber each $81.60

1.25 #20 Turnout Concrete each $294.60

1.26 #10 Turnout Concrete each $139.60

1.27 #33 Crossover each $1,344.10

1.28 #20 Crossover each $590.00

1.29 Elevate & Surface Curves per mile $68.60

1.30 Curvature Reduction per mile $465.00

1.31 Elastic Fasteners per mile $97.00

 

Structures: Approaches, Flyovers, Bridges, and Tunnels 

A complete inventory of bridges has been developed for each existing rail route from existing track 

charts.  For estimating the cost of new bridges on either green field alignments or along existing rail 

beds,  conceptual engineering plans were used  for a bridge  to carry either  single or double  tracks 

Page 9: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐9

over highways, streams, valleys, and rivers. Some bridges require rehabilitation on  the abutments 

and  superstructure.    This  type  of work  includes  pointing  of  stone  abutment walls,  painting  of 

bridges, and replacement of bearings. Many of the major bridge cost estimates will be estimated only 

as placeholders, which will be subject to more detailed engineering analysis in the future. 

 

Rail  route alternatives  through  the Rocky Mountains  require a  significant amount of  tunneling  to 

maintain  operable  grades,  avoid  areas  prone  to  rock  falls  and  avalanches,  and  to  provide  the 

shortest routes.   Several  tunnel configurations were considered.   For  this study, a  two bore  tunnel 

with cross passages is used for long and deep tunnels, whereas a single bore tunnel is used where 

the  length  is 1000 feet or  less. Tunneling costs  lie within the $20‐73 thousand per  linear foot range 

cited in Appendix G, where the higher cost was from the long undersea English Channel tunnel; but 

the estimates  in Exhibit 8‐3 are considered more appropriate benchmarks  for  the probable cost of 

Colorado tunnels. Exhibit 8‐3 details the unit costs in 2008 dollars. 

Exhibit 8‐3: Unit Capital Costs, Structures in $2008 

Item No. Description (Bridges-under) Unit

Unit Cost (Thousands of

$2008)

2.1 Four Lane Urban Expressway (Rail over Highway) each $5,720.80

2.2 Four Lane Rural Expressway (Rail over Highway) each $4,762.40

2.3 Two Lane Highway (Rail over Highway) each $3,613.50

2.4 Rail (New Rail over Existing Rail) each $3,613.50

2.5 Minor river each $958.40

2.6 Major River each $9,581.60

2.7 Double Track High (50') Level Bridge per LF $14.40

2.8 Rehab for 110 per LF $16.60

2.9 Convert open deck bridge to ballast deck (single track) per LF $5.50

2.10 Convert open deck bridge to ballast deck (double track) per LF $11.10

2.11 Single Track on Flyover/Elevated Structure per LF $5.00

2.12 Single Track on Approach Embankment w/ Retaining Wall per LF $3.50

2.13 Double Track on Flyover/Elevated Structure per LF $8.00

2.14 Double Track on Approach Embankment w/ Retaining Wall per LF $6.50

2.15 Ballasted Concrete Deck Replacement Bridge per LF $2.50

2.16 Land Bridges per LF $3.10

2.17 Four Lane Urban Expressway (Highway over Rail) each $2,469.40

2.18 Four Lane Rural Expressway (Highway over Rail) each $3,465.60

2.19 Two Lane Highway (Highway over Rail) each $2,251.60

2.20 Rail (Existing Rail over New Rail) each $7,229.40

2.21 Two Bore Long Tunnel route ft $44.00

2.22 Single Bore Short Tunnel lineal ft $25.00

Page 10: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐10

Systems 

The  capital  cost  estimates  for  this  study  include  costs  to  upgrade  the  train  control  and  signal 

systems. Unit costs for system elements are shown in Exhibit 8‐4. Under the 79‐mph scenario, capital 

costs include the installation of Centralized Train Control (CTC) with interlockings and electric locks 

on industry turnouts and a PTC overlay suitable for operation at that speed. Under the 110‐mph or 

higher  speed  scenarios,  the  signal  improvements  include  the  added  costs  for  a  vital  PTC  signal 

system.  

 

 Most U.S.  railroads  that  allow  or  provide  passenger  and  freight  service  operate  under manual 

control with wayside  signals.  Centralized  traffic  control  or  CTC  signaling  is  provided  on  busy 

corridors including Amtrak’s Northeast Corridor. FRA requires that passenger service exceeding 79 

mph  operate  with  cab  signaling/automatic  train  protection  or  automatic  train  stop  to  provide 

protection against operator errors. In addition, FRA is currently sponsoring demonstration projects 

to develop a universal communications based train control system, known as positive train control 

or PTC. New high‐speed passenger service will include sophisticated signal systems to comply with 

FRA  mandates  and  provide  safe,  reliable  operations.  Such  signal  systems  include  train  borne 

components and wayside equipment such as track circuits, switch operators, and wayside detectors 

for protection against intrusion, high water, hot bearings and dragging equipment.  

 

Modern  signal  systems  rely on digital  communication  systems  for data  transmission using  radio, 

fiber optic cables or a combination or the two. In addition, the communication system provides radio 

for operations, supervisory control and data acquisition for power systems, passenger station public 

address,  etc.  Wayside  space  must  be  provided  for  ducts  and  enclosures  to  house  signal  and 

communication components. 

 

Electrified high‐speed rail options require traction power substations and distribution facilities. It is 

assumed  that  the  existing  Colorado  electrical  grid  and  generating  facilities  contain  sufficient 

capacity  to  support  an  electrified  rail  system. Similarly,  the  electric utility  is  expected  to provide 

substations, transmission equipment and connections to the utility network with such costs covered 

in the utilization charges. As such, it is assumed that the electric utility would amortize the costs for 

bringing power to the substations, so the costs of modifications to the utility’s grid are not included 

in  the  electrification  cost  estimate.  Neither  has  the  potential  benefit  from  the  electric  utilities’ 

potential ability to use the rail or maglev right‐of‐way for power transmission been assessed. (Such 

joint development could largely offset the utility’s cost for connecting the rail or maglev system into 

the power supply.) Typical requirements  for electrification  include substations at 25 mile  intervals 

and distribution  conductors.  In  the  case of  electrified  rail  systems, overhead  catenary  conductors 

provide  power  to  the  train  pantograph  and  the  rails  serve  as  return  conductors.  The  catenary 

conductors  are  supported  by poles  and  cross  arms  spaced  at  roughly  100‐150  foot  intervals. The 

catenary system contact wire  is generally  located 17.5  to 23 ft above  the  top of  the rail. Additional 

electrical clearance or high voltage insulation is required to overhead bridge structures.  

Page 11: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐11

Exhibit 8‐4: Unit Capital Costs, Systems, in $2008 

Item No. Description Unit

Unit Cost (Thousands of

$2008)

3.1 Signals for Siding w/ High-Speed Turnout each $1,500.30

3.2 Install CTC System (Single Track) per mile $216.50

3.3 Install CTC System (Double Track) per mile $355.00

3.4 Install PTC System per mile $171.00

3.5 Electric Lock for Industry Turnout each $121.90

3.6 Signals for Crossover each $828.20

3.7 Signals for Turnout each $473.30

3.8 Signals, Communications & Dispatch per mile $1,539.70

3.9 Electrification (Double Track) per mile $3,079.50

3.10 Electrification (Single Track) per mile $1,539.70

 

Crossings 

The  treatment of grade  crossings  to accommodate 110‐mph operations on  existing  rail  is a major 

challenge to planning a high‐speed rail system. Highway/railroad crossing safety plays a critical role 

in  future  project  development  phases.  A  variety  of  devices were  considered  to  improve  safety 

including  roadway geometric  improvements, median barriers, barrier gates,  traffic  channelization 

devices,  wayside  horns,  fencing  and  the  potential  closure  of  crossings.  Greenfield  routes  were 

developed with grade separations at street and roadway crossings.  Exhibit 8‐5 details the unit costs 

for highway and railroad grade crossings.  Chapter 4 contains additional information concerning the 

crossing costs. 

Exhibit 8‐5:  Unit Capital Costs, Crossings, in $2008 

Item No. Description Unit

Unit Cost (Thousands of

$2008)

4.1 Private Closure each $98.20

4.2 Four Quadrant Gates w/ Trapped Vehicle Detector each $582.10

4.3 Four Quadrant Gates each $340.80

4.4 Convert Dual Gates to Quad Gates each $177.50

4.5 Conventional Gates single mainline track each $196.40

4.6 Conventional Gates double mainline track each $242.60

4.7 Convert Flashers Only to Dual Gate each $59.20

4.8 Single Gate with Median Barrier each $213.00

4.9 Convert Single Gate to Extended Arm each $17.70

4.10 Precast Panels without Roadway Improvements each $94.70

4.11 Precast Panels with Roadway Improvements each $177.50

 

Page 12: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐12

Station/Maintenance Facilities 

Passenger stations include platforms, escalators/elevators and other circulation elements, passenger 

ticketing and waiting facilities, lighting security, and station administration facilities. 

 

The  terminal  stations  may  require  four  tracks  for  passenger  boarding,  train  layover  and  light 

maintenance.  

 

A maintenance  facility with  sufficient  capacity  to  service  the  fleet  is  required.  The  facility must 

provide  space  and  equipment  to  service  the  rolling  stock  and maintain  the  track  structure  and 

systems. Storage tracks can be expanded as the fleet grows. Sophisticated component repair may be 

subbed  out  to  contract  shops.  It  is  anticipated  that  the maintenance  facility  for  a  non‐electrified 

system will be  less sophisticated  than  that of an electrified rail system. Exhibit 8‐6 shows  the unit 

costs for types of stations, terminals, and maintenance facilities 

 

Exhibit 8‐6:  Unit Capital Costs, Railroad Station/Maintenance Facilities, in $2008 

Item No. Description Unit

Unit Cost (Thousands of

$2008)

5.1 Full Service - New - Low Volume - 500 Surface Park each $5,000.00

5.2 Full Service - Renovated - Low Volume- 500 Surface Park each $4,000.00

5.3 Terminal - New - Low Volume - 500 Surface Park each $7,500.00

5.4 Terminal - Renovated - Low Volume - 500 Surface Park each $6,000.00

5.5 Full Service - New- High Volume - Dual Platform - 1000 Surface Park each $10,000.00

5.6 Terminal - New- High Volume - Dual Platform - 1000 Surface Park each $15,000.00

5.7 Maintenance Facility (non-electrified track) each $80,000.00

5.8 Maintenance Facility (electrified track) each $100,000.00

5.9 Layover Facility lump sum $10,000.00

 

8.3.6  Unit Costs for Colorado – Maglev 

Magnetic Levitation Technology Systems  

Capital costs were developed for two types of magnetic levitation technologies as follows: 

High‐speed magnetic levitation (LSM) technology, represented by the German TransRapid 

system with speeds from 250 to 300 mph.  The system will be constructed in new, fully grade 

separated corridors and will not share right‐of‐way with the freight railroads. 

Urban magnetic levitation (LIM) technology, represented by Japanese CHHST, with speeds 

up to 125 mph.  The system will be constructed in new; fully grade separated corridors and 

will not share right‐of‐way with the freight railroads.    

Page 13: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐13

For the purposes of this study, the only difference in unit costs between the two types is the systems 

unit costs as further detailed below. 

 

Right‐of‐Way Costs 

Maglev right‐of‐way costs were developed for each alternative using the conceptual routes. A 100‐

foot‐wide  right‐of‐way was assumed. Where  the  route  fell within an existing public  right‐of‐way, 

such as highway,  street, or  rail, no cost  to  the project  for  that particular  right‐of‐way  is assumed. 

Where  the geometric  requirements  for Maglev  take  the  route of  the public  right‐of‐way,  the costs 

were  determined  for  either  rural  or urban  area. Units  costs  are  based  on  a  per mile  basis using 

average values of $10,750 per acre for rural and $32,000 per acre for urban land acquisition.  The unit 

costs on  a per mile basis  are  shown  in Exhibit  8‐7.   This unit  cost  estimate  is based only on  the 

current conceptual routes and will change as the project development progresses. 

 

Exhibit 8‐7:  Unit Capital Costs, Right‐of‐Way, in $2008 

Description Unit

Unit Cost (Thousands of

$2008)

Land Acquisition Rural Mile $129.0

Land Acquisition Urban Mile $ 387.0

 

Guideway and Track Elements 

Maglev guideway costs were developed for at‐grade, aerial and bridge structures and tunnels. The 

guideway system  is comprised of a concrete and/or steel guideway  to support  the vehicles, stator 

packs, power rails, low‐speed switches and high‐speed switches. The types of guideways and tunnel 

sections  used  in  this  estimate  are  detailed  Chapter  4  of  this  report.   All  civil  engineering  costs 

associated with the construction of the guideways are included in the unit costs 

  

A unit cost of $3,400 per lineal foot is used for at‐grade guideways.   A unit cost of $6,600 per lineal 

foot is used for Type A aerial structures. A unit cost of $8,800 per lineal foot is used for the Type B 

aerial structure.  Type B is a straddle‐bent aerial structure needed to carry the guideway over public 

roadways  and other obstacles  encountered on  the  alignment.   The unit  cost  for  these guideways 

includes  an  allowance  of  15 percent  for  special  guideways  required  for project  elements  such  as 

crossovers between guideways and tail structures at end stations for storage of train sets in off‐peak 

hours. 

 

A unit cost of $25,800 per lineal foot is used for the bridge structure required to carry the guideway 

over deep valleys and major rivers.  

 

A unit cost of $33,600 per lineal foot is used for a Type A tunnel section consisting of two tunnels for 

the guideway. A unit cost of $44,800 per lineal foot is used for a Type B tunnel section consisting of 

two  tunnels  and  a  service/relief  tunnel.  Appendix  G  is  a  technical  memorandum,  Rail  Tunnel 

Page 14: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐14

Evaluation  that was prepared as a guide  for  this study.   Exhibit 8‐8 summarizes  the unit costs  for 

guideway and track elements. 

Exhibit 8‐8:  Unit Capital Costs, Maglev Guideway & Track, in $2008 

Description Unit

Unit Cost (Thousands of

$2008)

At Grade Guideway LF $3.4

Aerial Guideway Type A (Low) LF $6.6

Aerial Guideway Type B (High) LF $8.8

Bridge LF $25.8

Tunnel Type A (Single Bore) LF $33.6

Tunnel Type B (Dual Bore) LF $44.8

 

Systems 

Propulsion,  control and  communication  systems  include  civil  structures  for  substations and  cable 

trenches;  propulsion  blocks;  propulsion  equipment  for  low,  medium,  and  high  power;  motor 

windings; wayside  equipment; propulsion maintenance  equipment;  operation  control  subsystems 

for communication and data collection, and associated civil structures.  A unit cost of $18,368,000 per 

mile, as shown in Exhibit 8‐9, is used to estimate the cost of the very high‐speed maglev.   

 

Exhibit 8‐9: Unit Capital Costs, Maglev Systems, in $2008 

Description Unit

Unit Cost (Thousands of

$2008)

Propulsion, Command & Control Systems Mile $18,368

Power Distribution Mile $1,389  

Power  distribution  unit  costs  were  determined  by  a  review  of  similar  costs  for  the  FRA 

demonstration projects.  The unit cost used for this project is $1,389,000 per mile for very high‐speed 

systems. 

 

The sum of the Propulsion, Command & Control Systems and the power unit costs is approximately 

$19.7  Million  per  mile  for  very  high‐speed  systems  using  liner  synchronous  motor  (LSM) 

technology.  The systems costs for the urban maglev is approximately $7.7 Million per mile based on 

information provided by Sandia National Laboratories during the development of the I‐70 Mountain 

Programmatic Environmental Study.    

 

Maintenance Facilities 

Maintenance  facilities and  storage yards  include  the  construction  and  all  equipment necessary  to 

properly maintain the fleet of vehicles.   The size of the maintenance facility is related to the size of 

the maglev fleet needed for this program.  The unit cost of $3,080,000 per section (or car) of a maglev 

Page 15: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐15

train  set  for  this  study  is  determined  by  averaging  the  cost  of  the  maintenance  facilities  for 

Baltimore‐ Washington and the Pittsburgh projects adjusted to year 2008 dollars.  

 

Exhibit 8‐10:  Unit Capital Costs, Maglev Maintenance Facilities in $2008 

Description Unit

Unit Cost (Thousands of

$2008)

Maintenance Facilities Sections $3,080  

Stations and Parking 

Stations and Parking Facilities include platforms, circulation, lighting, security measures and all auxiliary 

spaces.    Space  is  provided  for  ticket  sales,  passenger  information,  station  administration,  baggage 

handling and commercial space.   Exhibit 8‐11 provides unit costs for various station types. 

 

Exhibit 8‐11:  Unit Capital Costs, Stations & Parking in $2008 

Description Unit

Unit Cost (Thousands of

$2008) Full Service - New - Low Volume - 500 Surface Park each $5,000

Full Service - Renovated - Low Volume- 500 Surface Park each $4,000

Terminal - New - Low Volume - 500 Surface Park each $7,500

Terminal - Renovated - Low Volume - 500 Surface Park each $6,000

Full Service - New- High Volume - Dual Platform - 1000 Surface Park each $10,000

Terminal - New- High Volume - Dual Platform - 1000 Surface Park each $15,000

 

8.4  Other Costs  

8.4.1  Contingency 

Contingency costs were added as an overall percentage of the total construction cost.  Contingencies 

are an allowance added to the estimate of costs to account for items and conditions that cannot be 

realistically  anticipated.   The  contingency  is  expected  to be needed  as  the project develops.   The 

contingency is estimated at 30 percent of the construction cost elements.  This contingency included 

15%+ for design contingency and 15%+ for construction contingency. 

 

8.4.2  Professional Services and Environmental 

The project elements included in the Professional Services category are design engineering, program 

management,  construction  management  and  inspection,  engineering  during  construction,  and 

integrated testing and commissioning.   For a project of this size, an overall program manager with 

several  section  designers  is  needed  to  provide  conceptual  engineering,  preliminary  engineering, 

environmental  studies,  geotechnical  engineering,  final  engineering  and  engineering  during 

construction.    Field  and  construction  management  services  and  integrated  testing  services  and 

commissioning of various project elements also are  required.   Professional services and other soft 

Page 16: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐16

costs required  to develop  the RMRA project have been estimated as a percentage of  the estimated 

construction cost and are included in the overall cost estimates as a separate line item.  These costs 

include, as a percentage of construction cost: 

Design engineering and related studies  10% 

Insurance and Bonding      2% 

Program Management       4% 

Construction management and inspection  6% 

Engineering services during construction  2% 

Integrated Testing and Commissioning  2% 

Erosion Control and Water Quality Mgt  2% 

 

8.4.3  Placeholders 

The capital costs include allocation for special elements (placeholders) as conservative estimates for 

large and/or complex engineering projects  that have not been estimated on  the basis of unit costs 

and  quantities.  Placeholders  provide  lump  sum  budget  approximations  based  on  expert  opinion 

rather  than  on  an  engineering  estimate  and  are  shown  in  the  unit  costs  as  lump  sum  items. 

Placeholders  are used where detailed  engineering  requirements  are not  fully known. These  costs 

will  require  special attention during  the project development phase. The  following  list highlights 

some of the key placeholder costs that are assumed  in this analysis. Cost details are shown on the 

detailed sheets in Appendix E: 

Costs for new stations in densely built‐up urban areas, including Denver Union Station 

improvements 

Major tunnel improvements 

Rail capacity expansion  

Maintenance and layover facilities 

 

8.5  Infrastructure Capital Costs 

As route segments were examined  in  the field, general concepts were developed and assumptions 

made  regarding  the  capacity  and  operational  improvements  needed  to  accommodate  future 

passenger operations. The primary objective was to conceptualize infrastructure improvements that 

would improve fluidity and enhance the reliability of both passenger and freight rail operations.   

 

In order to account for the interactive analysis needed to optimize the trade‐off of capital costs with 

operational consideration, the study corridors were further segmented to allow for a mix and match 

scenario that was driven by technology consideration.  Civil engineering quantities were developed 

for each segment using the results of the field inspections combined with data derived from GIS and 

railroad track charts. Infrastructure capital cost estimates by segment were prepared for each study 

corridor  for  steel wheel/steel  rail,  very  high‐speed maglev  and  urban maglev.    Segments were 

identified  for  existing  rail  routes  and  constrained  and  unconstrained  greeenfield  routes.  The 

Page 17: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐17

following  summarizes  the  key  results  of  the  initial  screening  of  alternatives.  The  full  screening 

process  is described  in Chapter  9.    For  the purpose  of  this  screening,  a  set  of  capital  costs were 

developed for each route/alignment option, or Representative Route as described in Chapter 4. The 

detailed cost estimates by segment are in Appendix E. 

   

Infrastructure costs, shown  in Exhibit 8‐12, were developed for upgrading the existing rail  lines  in 

the  I‐25 corridor  to 79‐mph and 110‐mph standards.    Infrastructure costs  for either 79 mph or 110 

mph were thought to be practically identical, due to the need for heavy freight capacity mitigation in 

the  I‐25 corridor which  requires extensive use of dedicated passenger  infrastructure,  regardless of 

speed. The only  real difference  is  in vehicles, which have a  lower cost  in  the 79‐mph option, due 

primarily  to  the  lower  level  of  service  offered  and  corresponding  fewer  number  of  vehicles  that 

would need to be purchased. 

 

Exhibit 8‐12: Incremental Rail in I‐25 Upgrade Costs 

 

Capital Costs by Route and Technology (Billions $2008)

 

 

 

 

 

 

 

 

Capital Cost per Mile (Millions $2008) 

 

 

 

 

 

Infrastructure costs, shown  in Exhibit 8‐13, were developed  for both electric rail options  (150 mph 

and 220 mph) and for maglev options (125 mph and 300 mph.)  All of these costs were developed for 

the full RMRA network  including service  to Grand Junction, Aspen, Craig and Black Hawk  in  the 

west,  and  to Cheyenne  and Trinidad  in  the north  and  south.  It  can be  seen  that development of 

either of  the  two Maglev options would  cost  substantially more  than would  the  rail options.   As 

shown  in Exhibit  8‐13,  a maglev  system would  cost  two  to  three  times  that of  a  comparable  rail 

system for only a few minutes difference in running time performance. This is because curves and 

the relatively short distances between stations  fundamentally  limit  train performance, and maglev 

systems guideway structures are much more expensive than railroad guideway structures.  

 

Existing Rail I-25 79 mph 110 mph

Miles 347.50 347.50

Capital Cost per Mile $10.78 $11.08

Existing Rail I-25 79 mph 110 mph

Infrastructure $3.57 $3.57

Vehicle $0.18 $0.28

Total $3.75 $3.85

Page 18: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐18

Exhibit 8‐13: High‐Speed Rail in Both I‐25 and I‐70 Upgrade Costs 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

It should be noted that the capital costs in Exhibit 8‐13 are very high, which led to difficulties with 

Cost Benefit  ratios  in  the  initial  screening of options.   See Chapter 9.   Accordingly, a  strategy  for 

“truncating” or shortening  the network as shown  in Exhibit 8‐14 was developed,  for reducing  the 

capital cost.    (This schematic shows only  the mainline  that makes up  the major costing segments, 

without branch lines.) 

 

* N/A means the train technology cannot operate over this alignment.

Capital Costs by Route and Technology (Billions $2008)

Constrained I-70 7% Route/ Greenfield I-25

125 mph 150 mph 220 mph 300 mph

Infrastructure $66.94 N/A $35.59 $75.93

Vehicle $1.92 N/A $1.02 $2.44Total $68.86 N/A $36.61 $78.37

Unconstrained I-70 4% Route/ Existing Rail I-25

125 mph 150 mph 220 mph 300mph

Infrastructure $72.86 $28.56 $28.56 $82.42

Vehicle $1.73 $0.66 $0.66 $2.32Total $74.59 $29.21 $29.21 $84.73

Capital Cost per Mile (Millions $2008)

Constrained I-70 7% Route/ Greenfield I-25

125 mph 150 mph 220 mph 300 mph

Miles 747.44 N/A 747.44 747.44

Capital Cost per Mile $92.13 N/A $48.98 $104.85Unconstrained I-70 4% Route/

Existing Rail I-25 125 mph 150 mph 220 mph 300 mph

Miles 795.54 795.54 795.54 795.54

Capital Cost per Mile $93.76 $36.72 $36.72 $106.51

Page 19: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐19

Exhibit 8‐14: Major Capital Cost Segments 

 

Costs  estimates  for  the  two  network  options,  based  on  either  an  I‐70  Right‐of‐Way  or  I‐70 

Unconstrained  alignment,  coupled  with  a  new  Greenfield  alignment  or  Existing  Rail  in  I‐25, 

respectively, were developed based on  the  segmentation  shown  in Exhibit 8‐14. These  results are 

shown in Exhibits 8‐15 and 8‐16.  

 

Comparing  these  two  figures  it  can  be  seen  that  the  I‐70  Right‐of‐Way  (or  Constrained)  /  I‐25 

greenfield  option  in  Exhibit  8‐16  generates  substantially more  revenue,  primarily  because  of  the 

strength of  the greenfield alignments both on  I‐25 and on  the Western extensions.   Also,  the same 

exhibit shows that I‐70 costs from Denver to Eagle Airport comprise a lower percentage of total cost, 

because of the very high costs of these greenfields on I‐25 and in the west. 

 

The most important thing to note is the relatively high share of revenue (93 percent and 95 percent, 

respectively) that is associated with a “Core” system that extends from Fort Collins to Pueblo, and 

from Denver International Airport (DIA) to Eagle Airport. By eliminating the high‐cost extensions to 

Trinidad, Cheyenne and the three western destinations, the cost of the system could be dramatically 

reduced without losing much revenue. (Please note that these extensions were all costed as double‐

track electrified rail or maglev options. The possibility of providing a  lower cost diesel service  for 

these Western extensions was not evaluated by this study.) 

 

Zone 1 – I-25 Main

Zone 2 – DIA Branch

Zone 3 – I-70 Main

Zone 5 – I-25 Extensions

Zone 4 – I-70 Extensions

LEGEND

Zone 1 – I-25 Main

Zone 2 – DIA Branch

Zone 3 – I-70 Main

Zone 5 – I-25 Extensions

Zone 4 – I-70 Extensions

LEGEND

Zone 1 – I-25 Main

Zone 2 – DIA Branch

Zone 3 – I-70 Main

Zone 5 – I-25 Extensions

Zone 4 – I-70 Extensions

LEGEND

Page 20: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐20

Exhibit 8‐15: Capital Cost Distribution for Unconstrained I‐70/Existing Rail on I‐25: 150‐mph Electric 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Exhibit 8‐16: Capital Cost Distribution for I‐70 Right‐of‐Way/Greenfield on I‐25: 220‐mph Electric Rail 

 

 

54% of Capital generates 95% of Revenue

17%

1%

36%

36%

10%

Zone 1- I-25 Main

Zone 2 - DIA Branch

Zone 3 - I-70 Main

Zone 4 - I-70 Extensions

Zone 5 - I-25 Extension

17%

1%

36%

36%

10%

Zone 1- I-25 Main

Zone 2 - DIA Branch

Zone 3 - I-70 Main

Zone 4 - I-70 Extensions

Zone 5 - I-25 Extension

Key

ER: I-25 Existing RailGF: I-25 GreenfieldRW: I-70 Right of Way 7%UC: I-70 Unconstrained 4%

Key

ER: I-25 Existing RailGF: I-25 GreenfieldRW: I-70 Right of Way 7%UC: I-70 Unconstrained 4%

2035 Revenues:

Full System $ 795 MTruncated System $ 754 M

93% of Revenue

10%1%

54%

31%

4%

Zone 1- I-25 Main

Zone 2 - DIA Branch

Zone 3 - I-70 Main

Zone 4 - I-70 Extensions

Zone 5 - I-25 Extension

Key

ER: I - 25 Existing RailGF: I - 25 Greenfield RW: I - 70 Right of Way 7%UC: I - 70 Unconstrained 4%

2035 Revenues:

Full System $ 586 M Truncated System $544 M

93% of Revenue

10%1%

54%

31%

4%

Zone 1- I-25 Main

Zone 2 - DIA Branch

Zone 3 - I-70 Main

Zone 4 - I-70 Extensions

Zone 5 - I-25 Extension

10%1%

54%

31%

4%

Zone 1- I-25 Main

Zone 2 - DIA Branch

Zone 3 - I-70 Main

Zone 4 - I-70 Extensions

Zone 5 - I-25 Extension

Key

ER: I - 25 Existing RailGF: I - 25 Greenfield RW: I - 70 Right of Way 7%UC: I - 70 Unconstrained 4%

Key

ER: I - 25 Existing RailGF: I - 25 Greenfield RW: I - 70 Right of Way 7%UC: I - 70 Unconstrained 4%

2035 Revenues:

Full System $ 586 M Truncated System $544 M

65% of Capital generates

Page 21: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐21

8.6  Summary 

This chapter has described the unit costing basis for the development of capital costs for this study. 

 

Costs were developed  initially  for  two main network options,  a  constrained  route  following  I‐70 

with 7 percent grades, and an unconstrained route having only 4 percent grades. These were paired 

with greenfield and existing rail alignments on I‐25. 

 

These two network options have been evaluated for the full RMRA system, but it was found that a 

truncated system between Fort Collins and Pueblo and DIA and Eagle County Airport could still 

capture a very high percentage of  the projected  revenue and  ridership, at  substantial  capital  cost 

savings. Accordingly additional options will be developed for this core system. 

 

Chapter  9  will  define  an  “FRA  Developed”  option  by  combining  segments  of  the  original 

constrained and unconstrained alignments using a mix‐and‐match approach. After this, a four‐phase 

implementation plan will be developed in Chapter 10. 

Page 22: 8 Capital Costs - rockymountainrail.orgrockymountainrail.org/documents/RMRABP_CH8_Capital... · 8.3.3 Cost Escalation Many State DOTs prepare periodic highway construction cost indices

Rocky Mountain Rail Authority 

High‐Speed Rail Feasibility Study 

Business Plan 

TEMS, Inc. / Quandel Consultants, LLC / GBSM, Inc.                             March 2010  8‐22

 

 

Page Intentionally Left Blank